package 代码随想录.哈希表;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class _9四数之和 {
    /**
     * 18. 四数之和
     * https://leetcode.cn/problems/4sum/
     * 给你一个由 n 个整数组成的数组 nums ，和一个目标值 target 。请你找出并返回满足下述全部条件且不重复的四元组 [nums[a], nums[b], nums[c], nums[d]]
     * （若两个四元组元素一一对应，则认为两个四元组重复）：
     *      1. 0 <= a, b, c, d < n
     *      2.a、b、c 和 d 互不相同
     *      3.nums[a] + nums[b] + nums[c] + nums[d] == target
     */
    /**
     * 与三数之和相似 ：
     * 三数之和 (opens new window)的双指针解法
     *     是一层for循环num[i]为确定值，然后循环内有left和right下标作为双指针，找到nums[i] + nums[left] + nums[right] == 0。
     *  四数之和的双指针解法是
     *      两层for循环nums[k] + nums[i]为确定值，依然是循环内有left和right下标作为双指针，找出nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] == target的情况，
     *  三数之和的时间复杂度是O(n^2)，四数之和的时间复杂度是O(n^3) 。
     *  那么一样的道理，五数之和、六数之和等等都采用这种解法。
     */
    public List<List<Integer>> fourSum(int[] nums, int target) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(nums);
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // nums[i] > target 直接返回, 剪枝操作
            if (nums[i] > 0 && nums[i] > target) {
                return result;
            }
            if (i > 0 && nums[i - 1] == nums[i]) {    // 对nums[i]去重
                continue;
            }

            for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
                if (j > i + 1 && nums[j - 1] == nums[j]) {  // 对nums[j]去重
                    continue;
                }

                int left = j + 1;
                int right = nums.length - 1;
                while (right > left) {
                    // nums[k] + nums[i] + nums[left] + nums[right] > target int会溢出
                    long sum = (long) nums[i] + nums[j] + nums[left] + nums[right];
                    if (sum > target) {
                        right--;
                    } else if (sum < target) {
                        left++;
                    } else {
                        result.add(Arrays.asList(nums[i], nums[j], nums[left], nums[right]));
                        // 对nums[left]和nums[right]去重
                        while (right > left && nums[right] == nums[right - 1]) right--;
                        while (right > left && nums[left] == nums[left + 1]) left++;

                        left++;
                        right--;
                    }
                }
            }
        }
        return result;
    }
}
